水泥化學(xué)分析方法探討

遲碩

遼寧省檢驗(yàn)檢測認(rèn)證中心（遼寧省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院） 遼寧沈陽 110000

1 水泥進(jìn)化學(xué)分析的重要性

水泥在建筑工程中得到了廣泛使用，主要是可與其他材料混合使用，制成砂漿、混凝土及各種水泥制品等[1]。水泥中不同化學(xué)成分隊(duì)混凝土的質(zhì)量有著不同的影響。水泥中存在不同的化學(xué)成分，如果這些化學(xué)物質(zhì)的含量不合理，則不可避免地影響水泥的性能和水泥基復(fù)合材料的安全性，如氯離子、氧化鎂和三氧化硫等。

2 水泥化學(xué)分析新方法的要點(diǎn)

2.1 EDTA 直接滴定法

在GB/T176-2017中，應(yīng)用EDTA直接滴定法檢測水泥中的Fe2O3時(shí)，其歸屬范圍從基準(zhǔn)法更換為代用法。就此在基準(zhǔn)法中，EDTA 直接滴定法在測定 Al2O3時(shí)，不可再使用基準(zhǔn)法，標(biāo)準(zhǔn)中提出 EDTA 直接滴定鈦鋁合量的方法，將其作為基準(zhǔn)法。在實(shí)際水泥化學(xué)分析中，全新基準(zhǔn)法共兩步。

首先，按照 EDTA 直接滴定法的流程，進(jìn)行 Fe2O3的測定，即將樣品溶液的pH 調(diào)至1.8，將溶液溫度提升至60-70℃，將磺基水楊酸鈉作為檢測的指示劑，將樣品溶液滴定至亮黃色；然后，按照 EDTA滴定法的流程，進(jìn)行鐵鋁合量的測定，即將樣品溶液的pH調(diào)節(jié)至3，將樣品溶液煮沸，添加 EDTA-銅及PAN作為檢測的指示劑，將樣品溶液滴定至亮黃色。在兩次滴定中，要求混勻樣品溶液，直到亮黃色穩(wěn)定方可停止滴定。據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行差減法計(jì)算，即可獲得水泥樣品中的Al2O3含量。

2.2 電位滴定法氯離子測定

試樣用硝酸分解，為提高檢測靈敏度，試樣中加入0.02moL/L的氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液。然后加入過氧化氫以氧化共存的干擾組分，并加熱并保持溶液微沸1-2min。冷卻到室溫，用氯離子電位離子滴定裝置測量溶液的電位，用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。注意：雙鹽橋甘汞電極：第一次使用電極時(shí)，旋開第一節(jié)和第二節(jié)鹽橋，除去第一節(jié)鹽橋加液孔處的黑色封口膠帶，取下橡皮套；第一節(jié)鹽橋在飽和氯化鉀溶液中浸泡2h 以上；檢查第一節(jié)鹽橋前端處如有氣泡去除，一定確保前端無氣泡；在第二節(jié)鹽橋加入飽和硝酸鉀溶液至2/3鹽橋管高度，電極在使用一段時(shí)間后，填充液面會(huì)有所下降，請及時(shí)補(bǔ)充；電極填充溶液中含有氯化鉀，可能滲出形成白色結(jié)晶，用去離子水沖洗干凈即可。該現(xiàn)象不會(huì)影響電極的正常使用；使用過程中，嚴(yán)禁橫置或倒置電極，以防填充液滲漏。氯離子電極：使用前在10-3moL/L 氯化鈉浸泡2h；測量時(shí)，電極測量端應(yīng)充分浸沒在被測溶液中，配套使用的參比電極的外參比溶液的液位必須高于外部被測溶液的液位；為保證測量準(zhǔn)確度，電極標(biāo)定和測樣時(shí)，離子強(qiáng)度、溫度、攪拌速度等條件應(yīng)一致；更換樣品測量時(shí)，指示電極和參比電極應(yīng)先用去離子水充分清洗，再將電極浸入下一樣品進(jìn)行測量，這樣可避免試樣間交錯(cuò)污染；氯離子電極在使用中應(yīng)避免摩擦和強(qiáng)烈震動(dòng)；使用完畢應(yīng)盡快用去離子水清洗，然后用濾紙將電極表面水分吸干，套上保護(hù)套放回包裝盒干燥保存。設(shè)備：儀器使用環(huán)境必須保持清潔、干燥、切忌儀器與酸、堿、鹽溶液接觸，防止受潮，以確保儀器性能；滴定管用蒸餾水清洗，每次使用完后，務(wù)必及時(shí)清洗，以免氧化造成閥門的堵塞引起損壞；單獨(dú)房間存放氯離子自動(dòng)電位滴定儀。

2.3 （自動(dòng)）電位滴定法

在GB/T176-2017中，（自動(dòng)）電位滴定法屬于代用法，主要用于測定水泥中的氯離子含量。需應(yīng)用專屬氯離子電位滴定裝置，在實(shí)際氯離子測定中，首先進(jìn)行樣品預(yù)處理，將水泥與水混合后，添加25mL硝酸，用于中和溶液，再添加過氧化氫，消除樣品溶液中的硫化物；選擇硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液作為滴定溶液，要求其濃度為0.02mol/L，向樣品溶液中添加2mL的氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，用于提高測定的準(zhǔn)確性與靈敏度。在0.02mol/L的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液滴定中，該濃度可支持人肉眼觀察，檢，檢人員不僅可使用上述裝置滴定，也可通過操作，以人工方式滴定。在裝置滴定中，可自動(dòng)計(jì)算氯離子含量；人工滴定則需采用二次微商法處理數(shù)據(jù)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果[2]。

2.4 其他要點(diǎn)

在 GB/T176-2017中，為提高水泥化學(xué)分析的安全性、環(huán)保性，在修訂檢測方法時(shí)，對實(shí)驗(yàn)使用的試劑進(jìn)行更換，由其他試劑替換含有重金屬試劑，在開展化學(xué)分析時(shí)，檢測人員需做好試劑的選擇。例對于硫代硫酸鈉滴定來說，將實(shí)驗(yàn)試劑更換為碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)地碘溶液。同時(shí)在 GB/T176-2017中，取消了磷酸蒸餾-汞鹽滴定法，避免重金屬引發(fā)污染。另外GB/T176-2017也對部分實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行修訂。例如對于氯化銨重量法，在原本的實(shí)驗(yàn)步驟中，將SiO2沉淀操作中的參數(shù)進(jìn)行修訂，在高溫爐灼燒中，溫度參數(shù)從950-1000℃拓展至（1175?25）℃與950-1000℃，在灼燒溫度出現(xiàn)爭議時(shí)，將（1175?25）℃為參照基準(zhǔn)。對于氟硅酸鉀容量法，在硝酸添加環(huán)節(jié)，對其添加量進(jìn)行修訂，從原本的10-15mL更換為15mL；在樣品溶液放置環(huán)節(jié)，放置溫度從30℃調(diào)整為10-26℃，放置時(shí)間不變[3]。

3 結(jié)語

簡之，水泥的化學(xué)分析對于水泥的各項(xiàng)指標(biāo)都非常重要，因此必須對測試過程進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控。其主要是由于測試結(jié)果，首先關(guān)系著數(shù)量的本身；其次，與測量的過程息息相關(guān)，例測量方法、測量設(shè)備、測量介質(zhì)和測量人員。因此在實(shí)驗(yàn)過程中，必須嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)的程序規(guī)定。同時(shí)還必須全面了解每個(gè)控件的測量原理，掌握影響測量結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從而有效避免實(shí)驗(yàn)誤差，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而確保水泥的質(zhì)量。